calcul efic energ

Programul: CERCETARE DE EXCELEN (CEEX) Denumirea Proiectului: SISTEM INFORMATIC INTEGRAT PENTRU EFICIEN ENERGETIC I ECONOMIE DE ENERGIE ELECTRIC N SECTORUL REZIDENIAL CREFEN Contractor titular: Institutul Naional de Cercetare Dezvoltare n Informatic ICI Bucureti Sucontractor: Universitatea tehnic din Cluj-Napoca UTC-N Responsabil tiinific de proiect: Prof.dr.ing. POP Florin Contract de finanare nr. 608/3.10.2005 Subcontract nr. C145-04/19.10.2005 Etapa: I/1 2006 Etapa 1 Elaborare soluie Activitate 1.6 Modelare matematic Activitate 1.9 Specificaii de proiectare

Model matematic simplificat pentru calculul iluminatului electric interior

Caracterizarea tehnic a aparatelor de iluminat din sectorul rezidenial adecvate utilizrii lmpilor fluorescente compacte i lmpilor fluorescente tubulare sau circulare

RECTOR, Prof. dr. ing. Radu MUNTEANU

Responsabil tiinific de proiect Prof.dr.ing. Florin POP

Colectiv de elaborare

Prof. dr. ing. POP Florin

Conf. dr. ing. BEU Dorin

Cuprins

1. Model matematic simplificat pentru calculul iluminatului electric interior Valorile normate ale iluminrii i puterii instalate n locuine Calculul iluminrilor

Calculul iluminrii medii Metoda factorului de utilizare Modelul matematic simplificat pentru aplicarea metodei factorului

de utilizare n locuine Calculul iluminrii punctiforme

Calculul iluminrii ntr-un punct Modelul matematic simplificat pentru aplicarea metodei calculului

punct cu punct al iluminrii n locuine Programul de calcul DIALUX Analiza critic a recomandrii privind puterea instalat minim

Alegerea culorilor Culoarea aparent a surselor de lumin Culoarea suprafeelor reflectante Redarea culorilor Efecte psihologice

Alternativa proiectrii eficiente energetic a iluminatului n ncperile din locuine Proiectarea instalaiilor de iluminat interior

2. Caracterizarea tehnic a aparatelor de iluminat din sectorul rezidenial adecvate utilizrii lmpilor fluorescente compacte i a lmpilor fluorescente tubulare sau

Aparatul de iluminat Clasificarea aparatelor de iluminat Caracteristici fundamentale Aparate de iluminat uzuale pentru interior Parametrii de alegere a aparatelor de iluminat Program de ntreinere a aparatelor de iluminat Bariere fa de transformarea pieei nlocuirea lmpilor cu incandescen cu lmpi fluorescente compacte

Exemple de reabilitare a aparatelor de iluminat prin nlocuirea lmpilor cu incandescen cu lmpi fluorescente compacte Exemple de aparate de iluminat dedicate utilizrii lmpilor fluorescente compacte

3. Bibliografie

4. Anexe Lmpi fluorescente tubulare, compacte, circulare, quadrant Aparate de iluminat dedicate echiprii cu lmpi fluorescente compacte

Programul: CERCETARE DE EXCELEN (CEEX) Denumirea Proiectului: SISTEM INFORMATIC INTEGRAT PENTRU EFICIEN ENERGETIC I ECONOMIE DE ENERGIE ELECTRIC N SECTORUL REZIDENIAL CREFEN Contractor titular: Institutul Naional de Cercetare Dezvoltare n Informatic ICI Bucureti Sucontractor: Universitatea tehnic din Cluj-Napoca UTC-N Responsabil tiinific de proiect: Prof.dr.ing. POP Florin Contract de finanare nr. 608/3.10.2005 Subcontract nr. C145-04/19.10.2005 Etapa: I/1 2006 Etapa 1 Elaborare soluie Activitate 1.6 Modelare matematic

Model matematic simplificat pentru calculul iluminatului electric interior

Manual de utilizare


Responsabil tiinific de proiect Prof.dr.ing. POP Florin

Model matematic simplificat pentru calculul iluminatului electric interior n sectorul rezidenial

1

Pentru a realiza mediul luminos confortabil, funcional i estetic, sistemul de iluminat trebuie dimensionat corespunztor din punct de vedere cantitativ i evaluat corect din punct de vedere calitativ.

Calculele fotometrice sunt o important component a proiectrii iluminatului, furniznd informaiile necesare adoptrii deciziilor de proiectare. Aceste calcule reprezint modelarea matematic a unor procese fizice complexe ce caracterizeaz radiaia luminoas. Cu ct metodele de calcul sunt mai elaborate, cu att mai exacte vor fi informaiile obinute, dar i dificultile realizrii acestor calcule sunt mai mari. Nu ntotdeauna sunt justificate eforturile i costurile implicate de elaborarea unor metode de calcul foarte riguroase, care necesit timp pentru a fi studiate i aplicate i impun utilizarea unor calculatoare performante. n cele mai multe cazuri, modele matematice simple sunt perfect adecvate pentru obinerea unor date de proiectare cu suficient exactitate. Pentru situaiile speciale, care necesit o precizie deosebit a calculelor, o vizualizare a sistemului de iluminat i a iluminrii diferitelor suprafee ale ncperii, au fost dezvoltate modele sofisticate de calcul i grafic care utilizeaz o tehnic de calcul adecvat. Informaiile obinute prin calculele fotometrice se refer n principal la valorile iluminrilor i luminanelor n diferite puncte sau pe anumite suprafee ale ncperii. Pe baza acestora se poate apoi evalua sistemul de iluminat analizat sub multiple aspecte cantitative i/sau calitative. Datele de intrare pe baza crora este posibil modelarea interaciunii ntre radiaia luminoas emis de sursele de lumin i mediul ambiant sunt fotometrice i ambientale.

Datele fotometrice descriu caracteristicile de emisie a luminii ale echipamentului de iluminat - distribuia spaial a intensitii luminoase i/sau a fluxului luminos. n mod obinuit se folosesc curbele de distribuie a intensitii luminoase ale aparatelor de iluminat, reprezentate n coordonate sferice i redate sub form grafic (pentru uurina reprezentrii) i/sau tabelar (necesar prelucrrii informaiei pentru elaborarea programelor de calcul). ntruct informaiile sunt disponibile ntr-un numr finit de direcii (sau plane) de reprezentare, o atenie special trebuie acordat procedurii de interpolare a datelor, pentru evaluarea erorilor de calcul pe care aceasta le induce.

Datele mediului ambiant descriu natura interaciunii luminii cu suprafeele ncperii, de obicei prin analiza reflectanelor acestora. Aceast interaciune necesit cunoaterea variaiei coeficienilor de reflexie cu direcia de inciden i cu compoziia spectral a luminii i modelarea matematic poate fi extrem de complex. Reflectanele diferitelor suprafee ale ncperii se consider ca fiind uniforme (suprafee perfect difuze) i independente de spectrul de radiaie al luminii incidente, pentru a simplifica proiectarea sistemului de iluminat.

Valorile calculate ale iluminrilor sau luminanelor pot s difere considerabil de valorile msurate, datorit att datelor de intrare ale echipamentelor de iluminat, parametrilor considerai pentru ncpere i sistemul de iluminat, modelului matematic adoptat, ct i erorilor introduse de metoda de msurare. Astfel, caracteristicile fotometrice ale lmpilor folosite n instalaie pot s difere de cele nominale de catalog, la fel cum caracteristicile fotometrice ale aparatelor de iluminat pot s nu fie n concordan cu datele de catalog datorit poziionrii acestora, uor modificat fa de normele productorilor sau de datele de proiectare; valorile adoptate pentru factorii de reflexie ai suprafeelor ncperii i factorii de mentenan pot s difere de valorile reale. Chiar modelul matematic nu este o reprezentare exact a celor mai multe ncperi reale, pline cu echipament i mobilier.


2

1. Valorile normate ale iluminrii i puterii instalate n locuine

Normativul pentru proiectarea cldirilor de locuit NP057-02 recomand valorile de calcul pentru nivelurile de iluminare medie pentru diferitele ncperi ale unei locuine i valoarea minim a puterii instalate Tabelul 1.

Tabel 1 Puterea electric instalat i nivelurile de iluminare recomandate pentru iluminatul electric n locuine [NP057] 1. PUTEREA ELECTRIC NECESAR

min. 20 W/m2 de suprafa a pardoselii

2. NIVELUL DE ILUMINARE MEDIE

ncpere Tip iluminat Nivel de iluminare, lx Observaii Dormitor general 50 la h=0,85-1,0 m de la pardoseal

general 50-100 local-citit 300 pe suprafaa mesei Camere de zi local-cusut 500 pe suprafaa de lucru general 75 la h=0,85-1,0 m de la pardoseal Camera de

baie local 100-200 pe suprafaa oglinzii general 100 la h=0,85-1,0 m de la pardoseal Buctrie local 300 pe suprafaa de lucru

Hol, coridor general 75-100 pe suprafaa pardoselii Scar general 50-75 pe suprafaa treptelor Garaj general 50 la h=0,85-1,0 m de la pardoseal Ghen gunoi general 50 la h=0,85-1,0 m de la pardoseal Subsol, pivni general 50-75 la h=0,85-1,0 m de la pardoseal

Normativul privind cerinele de calitate pentru uniti funcionale de cazare (camere, garsoniere i apartamente) n cldiri hoteliere NP 079-02 recomand niveluri de iluminare similare pentru ncperile din cldirile hoteliere Tabelul 2

Tabel 2 Nivelurile de iluminare medie pentru iluminatul electric recomandate n hoteluri [NP079]

ncpere Tip iluminat Nivel de iluminare, lx general 50 Camera de hotel sau camera de zi i dormitoarele

din apartamentul de hotel local-citit 150 Camera de baie general 50 Holuri i alte ncperi cu suprafaa mai mare de 6 m2 general 20


3

2. Calculul iluminrilor

Unul din aspectele importante n evaluarea instalaiilor de iluminat este dat de calculul iluminrii ntr-un anumit punct din spaiu, cum este sarcina vizual i al iluminrii medii pe un anumit plan din spaiu, fie el planul de lucru.

Iluminarea are dou componente, direct i reflectat E=Edirect+Ereflectat. Componenta direct este determinat de partea din fluxul luminos al surselor de lumin ce este emis ctre punctul sau suprafaa n cauz. Componenta reflectat este produs de partea din fluxul luminos al surselor de lumin care este orientat nspre alte direcii din spaiu, atinge tavanul, pereii sau mobilierul din ncpere i ajunge astfel n punctul sau pe suprafaa n cauz n urma unor reflexii multiple.

2.1 Calculul iluminrii medii

Iluminarea medie pe o anumit suprafa se determin prin medierea valorilor iluminrii calculate pentru o mulime p de puncte de pe suprafaa considerat Emed=suma(E)/p sau prin aprecierea global a fluxului luminos emis de sursele de lumin ce ajunge pe suprafaa de arie A, pe baza definiiei iluminrii ca flux luminos pe unitatea de arie, Emed=/A.

2.1.1 Metoda factorului de utilizare - MFU - este folosit pentru determinarea valorii medii a iluminrii pentru toate punctele suprafeei planului de lucru ntr-o ncpere. Fluxul luminos emis de lmpile instalaiei de iluminat - tl - nu este orientat n ntregime n mod direct spre suprafaa planului de lucru, o parte din el va ajunge pe ea n urma unor reflexii repetate pe diferitele suprafee din ncpere (sistemul optic reflectant al aparatelor de iluminat, perei i tavan, mobilier, panouri). Pierderea de flux luminos este evideniat prin factorul de utilizare - U - care reprezint proporia din tl ce atinge suprafaa planului util (att direct ct i n urma reflexiilor multiple). Astfel,

Einiial=tlU/A (1).

Fluxul luminos emis de lmpile instalaiei de iluminat este determinat de fluxul luminos al unei lmpi (nominal, iniial) - l - multiplicat cu numrul lmpilor dintr-un aparat de iluminat - nla - i cu numrul de aparate de iluminat al instalaiei Nai -, adic tl=l nlaNai. ntruct parametrul de proiectare al unei instalaii de iluminat este iluminarea de ntreinere - Entreinere - pe planul de lucru, se va introduce i factorul de mentenan ce ia n considerare deprecierea n timp a fluxului luminos corespunztor componentelor lamp/aparat/ncpere - M. Astfel c relaia anterioar devine:

Entreinere=l nlaNaiUM/A (2).

Factorul de utilizare, care reprezint modul de utilizare efectiv a fluxului n planul de lucru, depinde de factorii fotometrici (reflectanele suprafeelor ncperii), distribuia spaial a fluxului luminos al aparatelor de iluminat, factorii geometrici ai sistemului de iluminat (dimensiunile ncperii, poziia sursei fa de planul de lucru). Factorii geometrici sunt cuprini n indicele ncperii i, a crui exprimare matematic este asociat cu mrimea unghiului solid sub care este vzut planul de lucru din punctul central de poziionare a AI:

i=lL/h(l+L) (3), unde L i l sunt lungimea, respectiv limea ncperii, iar h - nlimea AI deasupra planului util.


4

Firmele productoare de aparate de iluminat prezint sub form de tabele factorii de utilizare pentru planul de lucru i, pentru calcule mai complexe, i pentru perei i tavan, pentru diferite combinaii dintre reflectanele acestor suprafee i pentru diferite valori ale indicelui ncperii. Pentru calcule informative se poate utiliza tripleta de valori pentru factorii de reflexie ai tavanului, pereilor, pardoselii - 0,7/0,5/0,3 ce caracterizeaz o ncpere ale crei suprafee au culori deschise.

MFU este o metod de calcul global larg folosit, modul de aplicare practic fiind specific diferitelor ri - metoda olandez (Philips) - adoptat i de ara noastr, metoda german (metoda utilanelor, LiTG), metoda american (Lumen Method, Zonal Cavity Method), metoda britanic (British Zonal), metoda francez (Afnor). n 1977 a fost elaborat metoda aplicat CIE care propune o uniformizare a metodelor existente - (CIE-40 Tc 1.5 i STAS-R 11621).

Relaia de calcul a iluminrii este utilizat i pentru determinarea numrului de aparate de iluminat ce vor asigura valoarea normat (de ntreinere) a iluminrii ntr-o instalaie de iluminat:

Nai=EnormatA/l nlaUM (4).

2.1.2 Modelul matematic simplificat pentru aplicarea metodei factorului de utilizare n locuine se bazeaz pe introducerea a patru convenii simplificatoare:

1) Factorul de utilizare se adopt cu o valoare medie general de U=0,5, care in cont de distribuia larg a fluxului luminos al AI specifice locuinelor i de inter-reflexiile ntre diferitele suprafee ale ncperii, cu luminozitate ridicat.

2) Factorul de meninere se adopt la valoarea minim admis de norma CIE de M=0,8, care ine cont de valorile recomandate de productori pentru deprecierea fluxului luminos emis de LFT i LFC.

3) Numrul de AI ce realizeaz iluminatul general al ncperii este egal cu 1, astfel Nai=1;

4) Numrul de lmpi pe aparat de iluminat este, n general, egal cu 1, astfel nla=1.

Iluminarea medie de ntreinere realizat ntr-o ncpere este: Entreinere=0,4l/A (5),

unde: l este fluxul luminos al lmpii nscris pe eticheta acesteia, A aria suprafeei ncperii.

Fluxul luminos al lmpii ce va asigura valoarea normat (de ntreinere) a iluminrii ntr-o ncpere este:

l=AEntreinere/0,4 (6).

Se va alege lampa ce emite un flux luminos nominal imediat superior valorii astfel calculate. Avnd n vedere adaptabilitatea ochiului uman la valori uor sczute ale iluminrii fa de valoarea normat, de ntreinere i faptul c aceast valoare normat reprezint un minim ce va fi atins la sfritul perioadei de funcionare a sistemului de iluminat pn la efectuarea unei lucrri de ntreinere - curirea de praf a lmpii i AI, zugrvirea ncperii, nlocuire lmpii uzate se admite i alegerea unei lmpi ce emite un flux luminos nominal imediat inferior valorii calulate cu relaia (6), n limita a 10-20%.

Not: La aplicarea metodei factorului de utilizare simplificate trebuie avute n vedere urmtoarele observaii specifice:

- se consider c iluminatul general al ncperii este asigurat de un singur AI echipat cu o singur lamp;


5

- pentru un AI echipat cu 2 sau mai multe lmpi, sau pentru mai multe AI echipate cu una sau mai multe lmpi, se va considera o arie echivalent diminuat n mod corespunztor, proporional cu numrul de lmpi utilizate;

- pentru iluminatul unei suprafee pariale din ncpere cum ar fi suprafaa mesei de buctrie se va introduce pentru A aria acelei suprafee.


6

2.2 Calculul iluminrii punctiforme

n unele aplicaii figura omului care se uit n oglind, cititul ntr-un fotoliu este necesar prevederea unui sistem de iluminat local, cu montarea unui AI n imediata apropiere a utilizatorului. Metoda de calcul punctual se utilizeaz n scopul determinrii componentei directe a iluminrii (iluminarea direct) n puncte de pe suprafaa analizat, respectiv n orice punct din orice plan. Metoda este specific fiecrui tip de surs punctual, liniar, de suprafa -, din punctul de vedere al geometriei dimensiune surs/distan surs-punct de calcul.

2.2.1 Calculul iluminrii ntr-un punct se bazeaz pe legea fundamental a iluminrii (legea inversului ptratului distanei)

E=I cosi/r2 (7), n care I este intensitatea luminoas a sursei n direcia punctului de calcul, i - unghiul de inciden i r - distana dintre sursa de lumin i punct Figura 1.

Figura 1. Legea iluminrii calculul iluminrii ntr-un punct

Diverse formule de calcul, derivate din relaia menionat, iau n considerare unghiul pe care l face raza de lumin cu verticala ce trece prin centrul sursei - -, nlimea sursei de lumin deasupra planului orizontal n care se afl punctul - h - i unghiul de nclinaie al planului vertical - - (unghiul dintre proiecia razei de lumin n planul orizontal i normala la planul vertical; acest unghi se afl n planul orizontal al punctului:

- iluminarea n planul orizontal EH= I cos3 / h2 (8); - iluminarea ntr-un plan vertical EV= I cos2 sin cos / h2 (9).

Relaia poate fi aplicat pentru o surs de lumin considerat punctiform, a crei dimensiune caracteristic (diametru, lungime, lime) este mai mic dect o cincime din distana dintre surs i punct - dimensiune surs < d/5, situaie uzual n ncperile de locuit. n caz contrar, sursele de lumin sunt liniare sau de suprafa i se aplic relaii de calcul complexe, prezentate n literatur.

2.2.2 Modelul matematic simplificat pentru aplicarea metodei calculului punct cu punct al iluminrii n locuine se bazeaz pe introducerea a dou convenii simplificatorii:

1) Intensitatea luminoas I se consider ca valoarea intensitii luminoase medie sferice a AI echipat cu LFC:

I=Imed sferic=l/4 (10). 2) Factorul de meninere se adopt la valoarea minim admis de norma CIE de

M=0,8, care ine cont de valorile recomandate de productori pentru deprecierea fluxului luminos emis de LFT i LFC.

Iluminarea ntr-un punct realizat este: E=l cosi/(4 r2) (11),

Simplificarea considerat permite calculul iluminrii n diferite puncte ale unei suprafee de lucru (suprafee iluminate), fr a fi necesar cunoterea distribuiei intensitii luminoase (curba fotometric), care nu este dat n unele cataloage de AI pentru utilizri casnice.


7

2.3 Programul de calcul DIALUX

Programul DIALux este cel mai important program de calcul european n domeniul iluminatului i care conine bazele de date ale principalilor productori europeni. n cursul anului 2006, firma romneasc Elba va deveni partener al programului DIALux i va deschide calea ctre versiunea n limba romn.

Programul permite att calculul iluminatului electric i natural, precum i realizarea de previzualizri i imagini video al spaiului avut n vedere. O caracteristic important este faptul c poate importa planurile i apoi exporta planurile n orice format CAD. Ultima versiune a programului, DIALux 4.2, permite preluarea fiierelor .dwg.

Programul permite modelarea spaiilor cu forme complexe, inclusiv cu bolt. Baza de date care conine o mulime de mobile i obiecte uzuale n domeniul rezidenial l recomand pentru previzualizri fotorealistice ale ncperilor de locuit. Programul ine seama de noile reglementri europene SR EN 12464 i EN 1838.

DIALux este un program oferit gratuit i poate fi descrcat de pe adresa www.dial.de.

Figura 2 Exemplu de simulare cu programul DIALux

Firmele care sunt partenere Dialux sunt: 3F Filippi, Artemide, Atelje Lyktan, Bega, Bright Speciasl Lighting, Claude, Clearvision, Concord:marlin, DY Licht, Elgo, Erco, ES-System, Etap, Fagerhult, Glamox, Hess, Hoffmeister, Idman, I-Valo, Fiberstars, Leipziger Leuchten, Lighting Technologies, Lightronics, Glashutte Limburg, LineLight, Lledo Illuminacion, Louis Poulsen, Lumiance, Luxonic, Malmbergs, Martini, Mazda, Megalux, NVC, OMS, Ornalux, Osram, Pilux Danpex, Petridis, Philips, Riegens, Seae, Simes, Siteco, Spectral, Spyttler, Sylvania, Thorlux, Thorn, Tobias Grau, Trilux, Waco, Whitecroft Lighting, Wila, Zumtobel i, n scurt timp, Elba.


8

2.4 Analiza critic a recomandrii privind puterea instalat minim

Normativul pentru proiectarea cldirilor de locuit NP057-02 recomand puterea electric instalat pentru iluminatul locuinelor la o valoare de minimum 20 W/m2 de suprafa a pardoselii. Aceast valoare este rezonabil pentru utilizarea LIG n iluminatul ncperilor.

S considerm urmtorii parametri: - eficacitatea luminoas de circa 15 lm/W; - factorul de utilizare U=0,5; - factorul de meninere M=0,8.

Cu aceste valori se obine nivelul de iluminare medie pe suprafaa de lucru pentru iluminatul general al ncperii de circa 120 lx, nivel de iluminare uor mrit fa de limitele menionate n Tabelul 1.

n cazul realizrii unui sistem de iluminat eficient energetic care utilizeaz LFC n iluminatul ncperilor, trebuie avut n vedere eficacitatea luminoas ridicat a acestor lmpi, de ordinul a 75 lm/W. Astfel, puterea electric instalat pentru iluminatul locuinelor trebuie redus de circa 5 ori, la o valoare de minimum 4 W/m2 de suprafa a pardoselii.


9

3. Alegerea culorilor

Alegerea corespunztoare a culorii surselor de lumin este o condiie determinant n realizarea funcionalitii ncperii. Culoarea suprafeelor reflectante trebuie aleas corespunztor fa de culoarea aparent a surselor, pentru a nu compromite efectul scontat.

Culoarea este o proprietate a percepiei vizuale sau o caracteristic a radiaiei luminoase. Culoarea unei radiaii luminoase este dependent de compoziia sa spectral. Culoarea unui obiect (corp) este determinat, ns, att de proprietile fotometrice ale acestuia ct i de sursa de lumin folosit, ntruct coeficienii de reflexie pot s depind de lungimea de und a radiaiilor incidente iar spectrul acestei radiaii difer de la o surs de lumin la alta.

Culoarea luminii este descris de trei termeni - culoarea aparent a surselor de lumin, redarea culorilor i culoarea suprafeelor reflectante. Ea reprezint o condiie calitativ de baz n realizarea mediului luminos confortabil.

Calitile colorimetrice ale unei lmpi sunt caracterizate prin dou aspecte: (a) culoarea aparent care poate fi exprimat prin coordonatele (x, y) din diagrama cromatic CIE sau prin temperatura de culoare; (b) gradul de redare a culorii, efect al luminii asupra aspectului cromatic al obiectelor iluminate; unei anumite culori aparente a sursei de lumin i pot corespunde diferite compoziii spectrale i fiecare compoziie spectral determin o anumit culoare aparent a obiectului iluminat.

3.1 Culoarea aparent a surselor de lumin

n funcie de temperatura de culoare corelat, culoarea aparent a surselor de lumin se clasific n trei categorii: cald, intermediar i rece - Tabelul 3.

Culorile calde sunt recomandate pentru ncperile n care se urmrete realizarea unui climat cald, plcut, relaxant. De asemenea, pot fi utilizate pentru efecte i sarcini speciale de ambian, precum i n zonele de climat rece.

Culorile intermediare care n general prezint o eficacitate luminoas mare sunt recomandate n toate ncperile de lucru fizic sau intelectual.

Culorile reci sunt recomandate numai la niveluri de iluminare ridicate, pentru unele sarcini vizuale speciale, acolo unde combinarea cu iluminatul natural este permanent i n zonele de climat cald.

Tabelul 3. Grupele de culoare aparent a surselor de lumina conform C.I.E. Grupa de culoare

aparent Culoarea aparent Temperatura de culoare corelat, K

1 Cald sub 3300 2 intermediar ntre 3300 i 5300 3 Rece peste 5300

Caracterizarea cromatic a unei surse de lumin se face prin spectrul de radiaie, temperatura de culoare corelat i indicele de redare a culorii. Pe de alt parte, proiectantul instalaiei de iluminat va trebui s ia n considerare cele trei aspecte evideniate mai sus atunci cnd va alege tipul lmpii electrice: eficacitatea luminoas,


10

redarea culorii i preul de cost. Performana vizual i confortul vizual sunt determinate i de aspectele cromatice ale diferitelor suprafee din cmpul vizual al observatorului, de schema de culori folosit pentru suprafeele ncperii. Culori deschise sunt eficiente energetic, prin valorile ridicate ale factorilor de reflexie, de 50 - 80%, culorile medii au o reflexivitate sczut, de 30 - 50%, iar cele nchise (negre) - sub 10%. Suprafeele colorate iluminate devin surse secundare de lumin colorat care vor influen alte culori din ncpere. Suprafeele de culori calde (galben, rou) sunt mai plcute privirii dac sunt iluminate cu o lumin cald - alb roiatic (dat de lmpi cu temperatura de culoare sczute, sub 3300 K) dect cu lumin rece - alb albstrui (dat de lmpi cu temperatura de culoare ridicat, peste 5300 K). Sursele de lumin de culoare intermediar - alb (dat de temperatura de culoare de 3300 - 5300 K) sunt cele mai recomandate pentru interioare n care se dorete asigurarea unei ambiane plcute cu o redare normal a culorii obiectelor iluminate. Culorile alimentelor sunt mai apreciate dac sunt privite la o lumin cald dect la o lumin rece.

Vizibilitatea poate fi mbuntit prin asigurarea unui contrast de culori n zona sarcinii vizuale, n special n cazurile n care contrastele de luminan sunt sczute.

3.2. Culoarea suprafeelor reflectante

Culoarea suprafeelor reflectante - plafon, perei, pardoseal, mobilier, perdele, draperii -, pot contribui, dac sunt judicios alese, la realizarea culorii ambientale confortabile sau pot altera mediul luminos dac alegerea nu este corespunztoare (o problem specific de estetic-arhitectur).

Deoarece n ncperile obinuite din construciile civile, valoarea iluminrii confortabile este comparabil cu cea a iluminrii directe, culoarea sa fiind determinat att de culoarea aparent a sursei ct i de culoarea suprafeelor reflectante, culoarea luminii obinuit n planul util va fi puternic influenat de reflexie. Astfel, rezult importante consecine i pentru aspectul redrii culorilor.

Avnd n vedere contribuia culorii luminii reflectate n cmpul vizual i n planul util, este necesar ndeplinirea urmtoarelor condiii:

- armonizarea culorii suprafeelor reflectante cu culoarea aparent a surselor de lumin;

- realizarea unor sisteme de iluminat economice prin utilizarea suprafeelor reflectante avnd culori luminoase, de reflectan mare;

- culoarea suprafeei reflectante s aibe un caracter funcional i estetic.

Dei gustul personal relativ la culoare este o variabil funcie de personalitate, grad de cultur, vrst, sex, climat, mod de via i chiar grup etnic, totui s-au putut stabili o serie de recomandri comune.

Plafoanele albe sau de culori foarte luminoase sunt eficiente i contribuie la diminuarea orbirii de inconfort (psihologice) produse de diferena de luminan dintre aparatul de iluminat i plafon. Funcionalitatea ncperilor poate fi completat prin utilizarea proprietilor specifice ale culorilor.

Gradul de saturaie al culorii este o component important n realizarea unor efecte ambientale. Astfel, culorile cu grad mare de saturaie produc contraste puternice favorabile atenionrii observatorilor. Culorile nesaturate sau puin saturate realizeaz o


11

ambian agreabil att pentru lucru ct i pentru odihn, fiind indicate n majoritatea ncperilor.

- culorile calde, saturate, diminueaz senzaia de rece din ncperile cu temperatur sczut; creeaz un efect stimulator pentru activitatea intelectual; dau o uoar senzaie de reducere a dimensiunilor.

- culorile reci, nesaturate: diminueaz senzaia de cldur n ncperile cu temperaturi ridicate; produc o senzaie de linite, de calmare; produc o uoar senzaie de mrire a dimensiunilor ncperii.

Culorile preferate pentru suprafeele mari sunt cele luminoase (nesaturate/estompate), iar pentru obiectele mici cele saturate, pentru a realiza i contrastul necesar distingerii lor.

Dup efectele dorite, schemele de culoare pot fi. - armonizate, recomandate pentru ncperile obinuite de lucru sau odihn,

unde se urmrete realizarea unei ambiane agreabile; - contrastante, recomandate pentru ncperile n care oamenii sunt n trecere i

n care se urmrete punerea n eviden a anumitor obiecte i diverse efecte speciale de atenionare.

Utilizarea schemei monocromatice pe aceeai tonalitate a culorii poate conduce la monotonie. De aceea se recomand introducerea variaiilor de saturaie care s ncerce evitarea acestui aspect.

Din punctul de vedere al redrii culorii suprafeelor reflectante, sursele de lumin cald sunt mai agreate pentru suprafeele de culori calde, iar sursele de culori reci pentru suprafeele de culori reci.

n ncperile n care se dorete o redare corect a sarcinilor vizuale, suprafeele reflectante este bine s fie de culori neutre, iar sursele de lumin de culoare aparent intermediar.

n general, s-a constatat c femeile prefer culorile calde, iar brbaii culorile reci, aspect de care trebuie s se in seama la alegerea schemei culorilor n funcie de sexul ocupanilor.

3.3 Redarea culorilor

Redarea culorilor asigurat de o surs de lumin este apreciat prin indicele de redare a culorii Ra (definit de CIE n 1965). Acesta este o msur a corespondenei dintre percepiile vizuale ale obiectelor iluminate de sursa de lumin analizat i de o surs de lumin etalon (iluminant standard, de referin). Indicele de redare a culorii este determinat prin calcul folosind un set de 8 (sau 14) mostre de culoare.

Valoarea maxim a indicelui de redare a culorii este 100. Aceast valoare devine progresiv mai mic dect 100, n funcie de proprietile de redare a culorilor ale surselor de lumin testate comparate cu sursa (iluminantul) de referin.

Redarea culorilor n iluminatul arhitectural are o importan deosebit prin posibilitile de realizare a imaginii dorite, n ceea ce privete efectele spaiale i cele psihologice pe care le confer culoarea luminii n conexiune cu cea a suprafeelor reflectante.


12

Lmpile fluorescente pot avea culoarea aparent rece, intermediar sau cald, dar acelai indice de redare a culorii.

Se definesc cinci clase de redare a culorilor pe baza crora pot fi alese sursele de lumin folosite n iluminatul interior Tabelul 4.

Tabelul 4 Caracteristicile de redare a culorii - CIE Clasa de redare a culorii

Indicele de redare a culorii

Culoarea aparent Exemple de utilizare 1A Ra90 Cald potrivirea culorii

intermediar examinri clinice

Rece galerii de art 1B 90>Ra80 cald spre

intermediar locuine, cmine, coli, spitale hoteluri, restaurante, magazine,

intermediar spre rece

tipografii, industrie uoar 2 80>Ra60 cald, intermediar, rece hale industriale 3 60>Ra40 industrie grea 4 40>Ra20 industrii grele, munc industrial cu

cerine de redare a culorilor sczute

Alegerea unei surse de lumin cu o anumit cromatic pentru o ncpere este determinat de funciunea ncperii. Aceasta presupune att aspectele psihologice ale culorii - senzaia de cldur, relaxare, claritate - ct i consideraiile de compatibilitate cu lumina zilei i de asigurare a unei culori albe pe timpul nopii.

3.4 Efecte psihologice

Teoriile despre efectele psihologice ale culorilor sunt numeroase, multe din ele avnd caracter subiectiv sau chiar speculativ, dar unele recomandri generale pot fi menionate:

Rou: - culoare cu impact vizual maxim; - asociat cu senzaia de pericol, agresiune dar i cu cea de vigoare; - stimuleaz energiile fizice i mentale; - ntr-o ncpere predominant roie pulsul i respiraia ocupanilor se accelereaz

iar tensiunea arterial crete; - este culoarea cel mai frecvent asociat cu tinereea; - perceput universal drept culoare cald; Albastru: - culoare rece, pasiv; - nuanele de bleu i albastru deschis favorizeaz dispoziia reflexiv i

sentimentul de linite; - nuanele de albastru nchis induc senzaia de eficien i de autoritate, de aici

predominana bleumarinului pentru uniforme;

Verde: - culoarea verde corespunde maximului de intensitate a senzaiei vizuale,

sensibilitatea ochiului uman fiind maxim la radiaia cu lungimea de und de 555 nm (verde glbui); de aceea ochiul nu este supus la nici un efort atunci cnd o privete, fiind perceput ca o culoare odihnitoare;

- induce sentimente de echilibru, pace i armonie; - este culoarea naturii i a organicului;


13

- n mod paradoxal este privit ca o culoare nenorocoas; Galben: - o culoare care radiaz bundispoziie; - informeaz i mbie la nelegere; - este o culoare dinamic, stimuleaz intelectul; - este culoarea soarelui, care nal spiritele; - este asociat cu creativitatea i exteriorizarea; Oranj: - culoare pasional, asociat cu iubirea fizic; - sugereaz voioie, sociabilitate, cldur interioar, dar i beligerant; - culoarea energiei debordante; - asociat cu atragerea ateniei. Roz: - culoare calm, angelic - asociat cu afeciunea i tandreea Purpuriu: - culoarea iubirii spirituale; - asociat cu puterea i majestatea.


14

4. Alternativa proiectrii eficiente energetic a iluminatului n ncperile din locuine surs [3]

O proiectare bine elaborat implic selectarea uneia sau mai multor soluii optime de iluminare a unei camere, iar apoi selectarea corespunztoare a unor aparate de iluminat, lmpi i sisteme de control. Proiectarea ofer soluii pentru introducerea acestor tehnologii ntr-o ncpere astfel nct s fie asigurate soluiile optime de iluminare pentru activitile casnice i, totodat, s mbunteasc aspectul aparent al ncperii. Pentru o proiectare complet trebuie, de asemenea, luate n considerare mrimea i forma ncperii; stilul arhitectural i mobilierul; preul, disponibilitatea i necesarul de energie electric pentru toate utilitile, precum i de efortul necesar instalrii echipamentelor.

Sunt prezentate soluiile de iluminat energetic eficient aplicabile pentru diferitele ncperi ale unei locuine - alegerea optim a AI, lmpilor i sistemelor de control al iluminatului, astfel nct s fie asigurate condiiile optime de economisire a energiei electrice fr diminuarea performanei vizuale sau chiar cu mbuntirea acesteia. Aceste modele pot fi adaptate aproape tuturor condiiilor ntlnite ntr-o locuin obinuit.

Eficiena energetic a sistemelor de iluminat electric propuse va fi mbuntit dac se va ine seama de disponibilitatea iluminatului natural al ncperilor, situaii care se vor analiza punctual n proiectarea noilor cldiri sau reabilitarea celor existente.

ncperile uzuale i sistemele lor de iluminat sunt punctele de plecare pentru evaluarea unui sistem de iluminat eficient energetic. Comportarea n timp a sistemelor de iluminat actuale, prerile experilor, examinarea modurilor de proiectare uzuale, modelele locuinelor cu venituri medii i mici au fost factorii folosii pentru a stabili caracteristicile unei instalaii clasice i a propune soluii eficiente energetic. [1, 2, 3, 5, 10]

Stilul AI pentru locuine sunt, n general, alese de ctre utilizatori pe criteriul aspectului decorativ sau al stilului. Proiectarea eficient energetic trebuie s ia n considerare i aspectul eficienei i a simplitii AI. Pe piaa echipamentelor de iluminat rezidenial sunt disponibile o mare varietate de stiluri, unele prezentate n Anexa 2. Trebuie alese acele modele care s corespund cel mai bine preferinelor locatarilor.

Costurile anuale ale funcionrii Toate sistemele eficiente energetic de iluminat au costuri anuale de funcionare mai mici dect sistemele uzuale. Trebuie avute n vedere carcateristicile de funcionare medie a iluminatului electric n locuine - numrul de ore de funcionare a unei lmpi, reglarea iluminatului i gradul de ocupare a unei ncperi. Preul, durata de via i puterea lmpilor sunt date oferite de ctre productori.

Buctrii O atenie deosebit trebuie acordat bufetului, aceasta fiind principala zon de lucru dintr-o buctrie. Unde este posibil, spltoarele se vor monta n faa ferestrelor pentru a folosi la maxim componenta natural a luminii. AI trebuie amplasate n imediata apropriere a zonei de lucru, folosind ambele margini ale suprafeei de lucru pentru a mpiedica strlucirile obositoare. Se vor instala spoturi la circa 50 cm de perete deasupra blatului de lucru (tejgheaua), evitnd ns amplasarea lor deasupra dulpioarelor de perete. Pentru minimizarea umbrelor se va evita montarea surselor de lumin n spatele persoanei ce


15

folosete blatul de lucru. AI se vor monta, pe ct posibil, sub dulpioarele de perete pentru o mai bun iluminare a spaiului de lucru.

Ca sursa de lumin se vor folosi reflectoare cu dou LFC de 13 W cu tub dublu, dac niveluri mai mici ale iluminatului sunt acceptate. Pe tavan poate fi amplasat un AI cu LFCirculare sau LFC. Controlul iluminatului: se va folosi un senzor de prezen. Durata zilnic de folosire este de 3 ore. Factorul de prezen este de 70%.

Camere de zi Camerele de zi sunt spaii destinate unor serii de activiti incluznd conversaia, cititul i urmrire televizorului. Se vor amplasa aparate de iluminat local n apropierea locurilor unde se citete sau alte activiti necesit sarcini vizuale sporite. Se vor folosi lmpi de mas sau de podea care vor putea fi reamplasate odat cu schimbarea aranjrii mobilierului. Pentru urmrirea televizorului se vor folosi niveluri sczute ale iluminatului. Aparatele TV vor astfel amplasate nct imaginile surselor de lumin, inclusiv ferestrele, s nu se reflecte din ecran n ochii privitorului. Pentru crearea unui confort mrit, se va evita ca lumina provenit de la ferestre sau de la surse luminoase puternice s bat pe peretele din spatele televizorului. Lmpile din ncperile cu televizoare se vor ntrerupe separat sau se vor folosi variatoare pentru reducerea nivelului iluminrii, numai dac nu exist alte activiti vizuale simultane, cum ar fi cititul.

Uneori, n camerele de zi pot exista i lucrri de art pe perei. Se va evita lumina direct a soarelui pe picturi, desene i tiprituri pentru evitarea decolorrii. Pentru reliefarea picturilor se vor folosi lumini de accent sau tehnici de iluminare prin "splare" a peretelui. Lmpi de puteri sczute vor fi aranjate astfel nct s fie evitate reflexiile de pe suprafeele lucioase sau acoperite cu sticl. Pentru a reliefa texturile i formele sculpturilor prin accentuarea formelor, se va ilumina o parte mai puternic dect cealalt. Sursele de lumin de la operele de art vor fi comandate separat pentru evitarea supraexpunerilor la lumin a exponatelor sensibile.

Plantele existente au nevoie de o lumin special care poate fi creat ntr-un mod simplu n cas. Va fi utilizat un sistem de lmpi fluorescente care pot fi plasate cu uurin, eventual integrate n mobilierul din ncpere (rafturi, etajere, dulpioare), cu comand temporizat.

Controlul iluminatului se va face prin nlocuirea ntreruptorului de perete cu un senzor de prezen. Surse de lumin - se vor prevedea trei LFT de 32 W cu un balast electronic, dispuse astfel nct lumin care s scalde peretele pentru iluminatul de ambian i pentru citit sau urmrirea televizorului. Pentru iluminatul local va fi folosit o lamp de mas cu dou LFC de 13 W. n cazul n care balastul tuburilor fluorescente poate fi reglabil se poate monta un variator. Durata zilnic de folosire este de 3 ore. Factorul de prezen este de 80%.

Dormitoare Trebuie prevzut un sistem separat de lumin pentru cititul n dormitor, prin folosirea unei lmpi de mas cu brae ajustabile pentru a direciona fluxul luminos direct pe materialul de citit i pentru evitarea orbirii. ntreruptorul va astfel amplasat nct s fie accesibil i din pat. Pentru orientarea pe timpul nopii se va folosi o lamp de noapte cu putere sczut montat ntr-o priz. Unele dormitoare au dulapuri prevzute cu iluminat propriu suplimentar. Se va folosi lumina ambiental pentru c iluminatul suplimentar nu este


16

ntotdeauna necesar. Lmpile montate ngropat (cu incandescen sau fluorescente) trebuie s fie la o distan de cel puin 15 cm de zona de depozitare a hainelor.

Surse de lumin: iluminatul de ambian se realizeaz cu dou aplice de perete cu cte o LFC de 13 W cu tub dublu i balast magnetic. Iluminatul pentru pat se realizeaz cu dou veioze cu cte o LFC de 18 W cu dou tuburi duble, amplasate pe noptiere. Aplicele vor fi comandate de un ntreruptor de perete. Durata zilnic de folosire este de 3 ore. Factorul de prezen este de 80%.

Bi O sarcin vizual important ntr-o baie este reflectarea proprie n oglind. Lumina trebuie direcionat ctre persoan, nu n oglind, din ambele pri ale oglinzii, pentru a reduce umbrele de pe fa. Dac se folosete o singur lamp deasupra oglinzii, aceasta va fi amplasat la circa 50 cm pentru a se evita apariia umbrelor sub brbie. Se va evita folosirea lmpilor cu reflectoare care dau o lumin prea dur. Se va folosi o etajer colorat pentru a reflecta lumina sub brbie. Nu este permis localizarea lmpii n spatele persoanelor care privesc n oglind, pentru a nu se umbri feele lor. Pentru oglinzile din baie se vor folosi AI fluorescente, cu distribuie superioar a luminii, pentru o mai bun redare a culorilor.

Controlul iluminatului se va face de un senzor de prezen. Surse de lumin: un AI cu ecran difuzor, coninnd o LFT de 25 W, montat deasupra oglinzii va oferi iluminatul de ambian i lumina pentru oglind. O aplic de tavan cu ecran difuzor, avnd dou LFC de 13 W va oferi iluminatul de ambian. Cele dou surse de lumin vor fi comandate separat de ntreruptoare de perete. Durata zilnic de folosire este de 1 or. Factorul de prezen este de 60%.

Simpla nlocuire a AI/lmpilor existente ntr-o locuin cu altele, eficiente energetic, reprezint o soluie modest, materializat ntr-o economie de energie de circa 26%. Abordarea proiectrii unui sistem de iluminat eficient energetic este o msura pozitiv, care se materializeaz ntr-o economie de energie prezumat de 57 % - Figura 3. [3]

57 %

0 %

45 %

26 %

Tipic nlocuire lmpi nlocuire mijloacede control

nlocuire aparatede iluminat,

remodelare sauinstalaii noi

Eco

no

mii

[%]

Figura 3 Economiile realizate de sistemele de iluminat alternative, comparate cu costurile anuale operaionale ale sistemelor tipice surs [3]


17

5. Proiectarea instalaiilor de iluminat interior surs [18] n cazul proiectrii instalaiilor de iluminat interior, trebuie avute n vedere i o serie de principii i metode ce in de eficiena energetic.

Principiile proiectrii unui iluminat eficient din punct de vedere energetic includ: trebuie s lum n considerare faptul c mai mult lumin nu este neaprat un

element pozitiv; performanele vizuale ale individului depind n aceeai msur de cantitatea de lumin i de calitatea acesteia;

potrivirea cantitii i calitii de lumin corespunztor cu destinaia ncperii; utilizarea iluminatului localizat acolo unde este posibil i reducerea nivelului

general de iluminare; folosirea tehnologiilor de iluminat moderne i a mijloacelor de control adecvate; utilizarea luminii naturale.

Cteva din metodele obinerii unui iluminat interior eficient energetic: instalarea AI cu lmpi fluorescente pentru toate poziiile (montate pe tavan sau pe

perei) unde se presupune o funcionare zilnic mai ndelungat de 2 ore; acestea include, de cele mai multe ori, lmpile din buctrie sau camera de zi, uneori putnd fi vorba i de cele din bi, holuri sau dormitoare;

instalarea AI destinate special LFC i nu montarea acestora n aparate de iluminat destinate LIG; astfel se va ncuraja folosirea LFC pe toat durata de via a cldirii;

folosirea LFC pentru aparatele de iluminat portabile cu o funcionare mai ndelungat de 2 ore pe zi;

folosirea AI ce poart eticheta ENERGY STAR; utilizarea senzorilor de prezen pentru aprinderea, respectiv stingerea luminii dup

nevoie; utilizarea unor culori deschise a pereilor interiori, n scopul reducerii iluminatului

electric.

Programul: CERCETARE DE EXCELEN (CEEX) Denumirea Proiectului: SISTEM INFORMATIC INTEGRAT PENTRU EFICIEN ENERGETIC I ECONOMIE DE ENERGIE ELECTRIC N SECTORUL REZIDENIAL CREFEN Contractor titular: Institutul Naional de Cercetare Dezvoltare n Informatic ICI Bucureti Sucontractor: Universitatea tehnic din Cluj-Napoca UTC-N Responsabil tiinific de proiect: Prof.dr.ing. POP Florin Contract de finanare nr. 608/3.10.2005 Subcontract nr. C145-04/19.10.2005 Etapa: I/1 2006 Etapa 1 Elaborare soluie Activitate 1.9 Specificaii de proiectare

Caracterizarea tehnic a aparatelor de iluminat din sectorul rezidenial adecvate utilizrii lmpilor fluorescente compacte i a lmpilor fluorescente tubulare sau circulare

Manual de utilizare


Responsabil tiinific de proiect Prof.dr.ing. POP Florin


1

Aparatul de iluminat (AI) este un dispozitiv care distribuie, filtreaz sau transform lumina emis de una sau mai multe lmpi i care conine, exceptnd lmpile nsele, toate componentele necesare pentru fixarea i protejarea lor i realizarea conexiunii la circuitul electric de alimentare. Funciile unui AI sunt: - fotometric, de modificare a repartiiei spaiale a fluxului luminos emis de lmpi pentru a-l direciona spre suprafaa de iluminat i pentru a reduce luminanele suprafeelor expuse privirii, evitnd astfel orbirea observatorului; - electric, de racordare la reeaua electric de distribuie a lmpilor, a echipamentului auxiliar de alimentare i, eventual, a dispozitivelor de comand i reglare a fluxului luminos; - mecanic, de susinere a lmpilor i celorlalte componente i de protecie contra agenilor exteriori susceptibili s le deterioreze sau s le micoreze eficacitatea luminoas (praf, umiditate, cldur excesiv, coroziune); - estetic, de integrare n ambiana ncperii.

Cei doi factori care caracterizeaz iluminatul ntr-o ncpere sunt caracteristicile fotometrice ale AI i aranjamentul acestora. Condiiile generale de iluminare din interiorul ncperii sunt rezultatul combinrii calitii iluminatului obinut cu caracteristicile fotometrice ale ncperii mobilate (spre exemplu, dimensiunile i forma camerei, reflectana suprafeelor ncperii). Caracteristicile de vizibilitate i confort vizual asigurate de un sistem de iluminat sunt evideniate de urmtoarele aspecte:

(a) nivelul de iluminare pentru zona de lucru sau alte suprafee ale ncperii, distribuia luminanelor n cmpul vizual; (b) temperatura de culoare i indicele de redare a culorilor; (c) tonalitatea umbrelor ce cad pe anumite obiecte, evidenierea spaial a obiectelor, reflexiile luminii, atmosfera luminoas n general.

Calitatea iluminatului se stabilete n funcie de destinaia ncperii, caracteristicile mediului ambiant, activitile ce urmeaz a se desfura. Nivelul de iluminare este cel mai important factor n determinarea vizibilitii i detaliilor obiectelor. Nivelul de iluminare normat variaz mult n funcie de sarcina care urmeaz a se executa, fiind de ordinul a 50-150 lx pentru iluminatul general rezidenial [NP 057].

Culoarea aparent a luminiii emise de o lamp electric este culoarea emis de acea surs care poate fi descris prin coordonatele diagramei CIE sau prin temperatura de culoare corelat Tcc. Cromaticitatea (spectrul de radiaie) este mai puin important comparativ cu indicele de redare a culorilor Ra. Numai n anumite circumstane, temperatura de culoare este determinant n alegerea lmpii, deoarece, n general, utilizatorul asociaz temperatura de culoare cu ceva plcut, romantic: lumina albastr a cerului, lumina galben a unei lumnri, lumina roie a apusului.

Iluminatul este unul din elementele determinante ale calitii vieii. n ciuda importanei crescute pe care o are iluminatul, majoritatea utilizatorilor rezideniali cunosc puine lucruri legate de aspectele tehnice (calitative i cantitative) i economice privind:

(a) aportul real al consumului de electricitate pentru iluminat; (b) eficiena energetic a lmpilor; (c) calitatea iluminatului obinut.


2

Clasificarea aparatelor de iluminat

AI sunt extrem de variate prin construcie, tip lamp (lmpi), poziie de montare, distribuie a luminii, caracteristici de ntreinere, eficien n asigurarea iluminrii planului de lucru, destinaie a ncperii .a. Cataloagele productorilor cuprind toate datele referitoare la diferitele tipuri constructive.

Caracteristici fundamentale

a. Sistemul optic controleaz lumina emis de lmpi prin dispozitive reflectoare, refractoare sau lentile, difuzoare, ecrane, filtre. Suprafeele reflectante folosesc reflexia regulat (direct, oglind), dispersat i difuz. - Reflectorul este de forma unui aparat de rotaie, cilindric sau prismatic, avnd

seciunea circular, parabolic, eliptic, o combinaie a acestora sau o form specific unei aplicaii particulare. AI moderne prezint o eficacitate mult mbuntit n comparaie cu tipurile anterioare. Sistemul lor reflectorizant orienteaz lumina emis de lmpi n direcia dorit i reduce pierderile de flux luminos prin reflexii multiple sau difuze. Acest fapt permite s fie folosite mai puine lmpi sau aparate de iluminat pentru a produce aceeai iluminare, cu economia de energie corespunztoare. Pentru suprafaa de mare reflectan se utilizeaz tabl de aluminiu polizat i prelucrat electrochimic sau acoperit cu o pelicul de argint.

- Refractorul este un dispozitiv cu panouri orizontale i, eventual, verticale, amplasat imediat sub lmpi. Pe partea superioar (spre lmpi) are suprafaa neted, iar spre partea inferioar (i, eventual, lateral) are suprafaa format din mici prisme conice sau piramidale, alturate. Razele de lumin provenite de la lmpi sufer o refracie n prisme i sunt orientate spre suprafaa iluminat sub unghiuri de maximum 50 fa de vertical, evitndu-se astfel orbirea direct a observatorului. Panourile refractoare sunt fabricate din polistiren sau acrylic.

- Difuzorul transmite lumina emis de lmpi n toate direciile, reducnd astfel luminana sursei de lumin. Este fabricat din sticl opal pentru AI cu lmpi cu incandescen i din plastic translucid (polistiren sau acrylic) pentru AI cu lmpi fluorescente.

- Ecranul direcioneaz lumina emis de AI sau mascheaz lampa (lmpile) fa de anumite direcii de privire. Att reflectorul ct i ecranul de protecie sunt caracterizate prin unghiul de protecie vizual asigurat. Mrirea acestui unghi, simultan cu reducerea adncimii AI cu lmpi fluorescente se obine prin introducerea n construcia reflectorului a unui dispozitiv lamelar longitudinal n form de V, plasat paralel ntre lmpi. Foarte utilizate sunt ecranele de protecie tip grtar ce se ataeaz aparatului i asigur un unghi de protecie de 40 ... 45. Sunt realizate n diferite forme constructive, din materiale plastice cu reflexie difuz sau tabl de aluminiu cu reflexie regulat, acionnd ca un reflector parabolic.

- Lentilele i filtrele colorate sunt dispozitive optice folosite pentru aplicaii speciale de iluminat - studiouri, iluminat decorativ sau tip display.

b. Armtura de alimentare i susinere reprezint ansamblul pieselor, n general metalice, care asigur funcionalitatea unui AI. Soluia constructiv a armturii trebuie s permit un montaj rapid, o conexiune electric sigur i acces uor de ntreinere pentru curirea periodic a aparatului i schimbarea lmpii (lmpilor). c. Distribuia intensitii luminoase este cea mai important caracteristic folosit n proiectarea i analiza unei instalaii de iluminat. Reprezentarea grafic utilizeaz un sistem de coordonate polare C-, n unul sau mai multe plane verticale ce trec prin centrul AI.


3

Unghiul C determin poziia planului de reprezentare, iar este unghiul de elevaie fa de axa vertical. AI ce prezint o simetrie de rotaie sunt caracterizate printr-un singur plan, curba fotometric fiind desenat doar ntr-un semiplan, iar cele care prezint dou axe de simetrie sunt caracterizate prin planul transversal (perpendicular pe axa lmpii), respectiv longitudinal (paralel cu axa lmpii). Reprezentarea tabelar a distribuiei intensitii luminoase permite cunoaterea cu mai mare acuratee a acestei distribuii n spaiu i este utilizat n cadrul programelor de calcul automat al sistemelor de iluminat. Fluxul luminos emis de AI dirijat spre suprafaa de lucru este dispersat sau concentrat, gradul de dispersie fiind caracterizat prin unghiul n care intensitatea luminoas scade sub un anumit procent din valoarea sa maxim (pentru AI cu simetrie de rotaie, n general 50%). Se deosebesc AI cu dispersie ngust (unghiul mai mic de 20), medie (unghiul cuprins ntre 20 ... 40) sau larg (unghiul mai mare de 40).

d. Distribuia spaial a fluxului luminos caracterizeaz AI pentru iluminat general. Clasificarea internaional (CIE/ISE) cuprinde ase categorii definite de procentul din fluxul total emis de AI care este orientate direct n jos, spre planul de lucru, respectiv spre tavan: direct, semi-direct, general difuz, direct-indirect, semi-indirect i indirect .

e. Factorul de utilizare (coeficient de utilizare) este raportul ntre fluxul luminos care ajunge pe planul de lucru i fluxul luminos emis de lmpi; exprim eficiena ansamblului AI - lmpi pentru asigurarea unei iluminri uniforme pe planul de lucru ntr-un sistem de iluminat interior. Factorul de utilizare este caracteristic fiecrui tip de AI, fiind determinat n raport cu distribuia intensitii luminoase a acestuia. Valorile sale variaz cu dimensiunile ncperii i reflectanele suprafeelor ncperii (tavan, perei, pardoseal). Cu ct mai mare este factorul de utilizare, cu att mai puine lmpi sunt necesare pentru obinerea nivelului de iluminare dorit pe planul de lucru, reducndu-se astfel puterea electric instalat i, implicit, consumul energetic.

f. Randamentul, exprimat n procente, este raportul ntre fluxul luminos ce prsete AI i fluxul luminos emis de lampa (lmpile) din aparat. Pierderile de flux luminos n AI sunt datorate absorbiei acestuia n componentele sistemului optic, astfel c randamentul este un bun indicator al calitii optice a AI.

AI se realizeaz i se omologheaz n conformitate cu cerinele exprimate de norma european CEI 598-1 i romneasc SREN 60598-1/2005.

Aparate de iluminat uzuale pentru interior

AI distribuie lumina spre suprafaa de lucru astfel nc t activitatea vizual s poat fi desfurat cu un nalt grad de confort vizual, asigurnd n acelai timp o ambian plcut i o ridicat eficien energetic. Se monteaz n tavan fals, pe tavan, atrnate de tavan, pe perei, pe mese sau pe suporturi pe pardoseal. AI destinate a fi montate n tavane false au forma i dimensiunile adaptabile sistemelor modulare de tavane i pot fi echipate cu o gam larg de accesorii optice, ca difuzoare opale, refractoare prismatice, ecrane, reflectoare oglindate parabolice simetrice sau direcionale, n conformitate cu distribuia dorit a luminii. O larg dezvoltare o au n prezent AI echipate cu lmpi fluorescente compacte (LFC), cu mare eficien energetic. Pentru iluminatul decorativ sau de evideniere a unor detalii se utilizeaz AI de mici dimensiuni de tip spoturi ce concentreaz fluxul luminos emis n unghiuri de 5 ... 30. Ele sunt echipate cu lmpi cu incandescen de uz general (LIG), lmpi cu incandescen cu halogeni (LIH), LFC sau lmpi cu vapori de


4

mercur de nalt presiune cu halogenuri metalice (LMH) i au o mare varietate a modalitilor de fixare i a dispozitivelor auxiliare de direcionare a fluxului luminos.

LFC sunt promovate ca variante alternative la LIG, datorit n primul rnd eficienei energetice ridicate, de circa 5 ori mai mari. Durata de via a LFC, cuprins ntre 6000 i 20.000 de ore de funcionare, depete cu mult pe cea a LIG (cuprins ntre 750 i 1000 ore de funcionare). Fr a lua n discuie avantajele net superioare ale LFC, trebuie avute n vedere i cteva dezavantaje [13]:

1. LFC sunt de multe ori mai mari dect LIG, de aceea nu se potrivesc n multe cazuri la AI convenionale. Pe parcursul dezvoltrii tehnologiei, LFC devin ns din ce n ce mai mici;

2. Formele alungite sau circulare ale LFC pot conduce la distribuia luminii mai puin eficace; 3. Lumina este n general mai rece mai puin galben dect n cazul LIG, ceea ce creaz un efect

nedorit, de disconfort vizual, asupra utilizatorilor. Modelele noi au fost ns corectate, obinndu-se temperaturi de culoare apropiate de cele ale LIG;

4. Unele tipuri (n special cele cu balasturi convenionale, magnetice), pot produce un flicker deranjant; 5. Variatoarele de tensiune (dimerele) convenionale nu pot fi folosite la reglajul fluxului luminos emis de

LFC, putnd provoca distrugerea imediat a acestora; 6. Lumina emis poate depinde n oarecare msur de orientarea lmpii; 7. Unele LFC-uri se pot aprinde instantaneu, n timp ce altele pot avea o ntrziere de una sau mai

multe secunde, timp n care nimic nu pare s se ntmple. n general aprinderea se face instantaneu. Acest fenomen de ntrziere poate deranja utilizatorul obinuit cu comportarea LIG de birou, ce prezint o ntrziere sesizabil dar la care utilizatorul se ateapt, pentru nclzirea, respectiv rcirea filamentului;

8. Chiar i cnd temperatura nconjurtoare este mai ridicat, va exista o perioada de cteva secunde, minute, pn la obinerea fluxului maxim;

9. Fluxul luminos va scdea lent pe parcursul duratei de via a lmpii; 10. La fel ca i n cazul altor lmpi fluorescente, funcionarea la temperaturi reduse (10-15 C), poate

duce la scderea considerabil a fluxului luminos emis de lamp. Aprinderea lmpii poate prezenta probleme pentru temperaturi reduse, dei majoritatea lmpilor fluorescente se aprind corespunztor pentru temperaturi apropiate de temperatura de nghe i chiar pentru temperaturi mult mai reduse (-17 C). Pentru LFC care funcioneaz la temperaturi mai sczute, integrarea lmpii ntr-un aparat de iluminat nchis poate conduce la obinerea unui flux luminos maxim dup perioada iniial de nclzire. Trebuie avut ns grij la evitarea supranclzirii LFC urilor, ceea ce conduce la o funcionare necorespunztoare a acestora;

11. Funcionarea n AI nchise sau cu orientri diferite ale lmpii poate avea repercusiuni asupra duratei de via a lmpii, n ciuda indicaiilor i instruciunilor productorului. Numeroase experimente efectuate de laboratoare autorizate la nivel internaional au artat defectele survenite la funcionarea LFC n diferite poziii;

12. Poate exista un bzit sesizabil, mai ales n cazul balasturilor electromagnetice convenionale; 13. LFC pot produce interferene de frecven radio; 14. Rezistena la ocuri mecanice a LFC este de redus, ca i n cazul LIG.


5

LFC au dimensiuni reduse ca urmare a ndoirii sub form de U a tubului de descrcare Figura 1.

Figura 1 Tipuri constructive de LFC - surs [17]. (a) un tub, cu balast ncorporat, (b i c) trei tuburi, cu balast ncorporat, (d) cu balon exterior de reducere a luminanei, cu balast ncorporat, (e) modular circular cu balast ncorporat, i (f) modular cu soclu dedicat. Tipurile (a) (e) au balastul ncorporat; tipul (f) are balastul separat.

O remarc interesant privete costul lmpilor eficiente LFC -, care este de 1,5 2,5 ori mai mare dect cel al lmpilor convenionale LIG. Acest fapt confirm necesitatea proiectrii unui sistem de iluminat eficient energetic, prin care se reduce numrul de AI (lmpi) necesar, n locul adoptrii metodei simpliste de a schimba LIG cu LFC. Datorit preurilor n continu scdere, costul unei LFC compacte de calitate medie, care s nlocuiasc mulumitor o lamp incandescent cu puterea de 100 W (n termeni de culoare, flux luminos i compatibilitate cu vechile AI), este situat n jurul valorii de 14 lei (5 US$). Depinznd de costul energiei electrice, LFC ar trebui s-i acopere investiia prin economiile de energie realizate pentru o perioad de timp echivalent cu durata de via a 1-2 LIG. Spre exemplu, n 750 de ore, o LFC tipic de 26 W (consumai), cu un flux luminos de 1700 lm (similar cu al unei LIG de 100 W), va folosi 19,5 kWh comparativ cu 75 kWh n cazul LIG. Datorit eforturilor productorilor de a scadea continuu costul acestor lmpi i de a mri durata de via a LFC, perioada de returnare a investiiei va fi din ce n ce mai mic. n prezent, 90% din lmpile fluorescente compacte sunt echipate cu balasturi electronice, distingndu-se dou mari categorii: (1) cu factor de putere ridicat, undeva ntre 0,9 i 1; (2) cu factor de putere redus, de obicei mai mic de 0,6 [13]. LFC cu factor de putere ridicat necesit un numr crescut de componente (adic din punctul de vedere al productorului costuri mai ridicate), aadar pe pia un aport mai ridicat avnd lmpile fluorescente compacte cu factor de putere redus. Cu toate acestea, utilizarea acestor lmpi, cu un factor de putere mai redus, nu are o influen direct asupra consumului de electricitate sau a facturilor de energie electric.

Majoritatea balasturilor electronice existente lucreaz cu valori cuprinse ntre 75 kHz i 105 kHz. Lmpile sunt echipate cu o serie de alte elemente menite s reduc interferenele electromagnetice, care ar putea fi introduse n reea. n mod colectiv, toate aceste componente electronice vor avea un rol nsemnat n stabilirea caracteristicilor lmpii.

Un parametru interesant al LFC l prezint timpul de pornire al acestora. LFC care nu se aprind instantaneu (cele cu pre-nclzire), vor avea o durat de via mai ridicat dect a


6

celor cu aprindere instantanee. Sistemele cu pre-nclzire nclzesc catodul pentru o perioad ntre 150 milisecunde i o secund (sau mai mult) nainte ca lampa s nceap s lumineze. Aceasta mrete durata de via a catodului, unul din numeroasele elemente cu rol determinant asupra duratei de via a lmpii.

n Anexa 1 sunt prezentate caracteristicile principale ale lmpilor fluorescente utilizabile n sectorul rezidenial, de tip tubular, circular, quadrant i compact, mpreun cu simbolizarea acestora i concordana simbolizrii pentru cei patru mari productori de lmpi pe plan mondial Philips, Osram. General Electric, Sylvania.

Un studiu recent [11] stabilete c iluminatul pentru buctrie, camera de zi, baie i exteriorul locuinei consum aproximativ 50% din energia total consumat n iluminat. 25% din lmpile instalate n locuin consum 75% din energia total n iluminat. LIG sunt majoritare n iluminatul tuturor ncperilor. Lmpile fluorescente sunt folosite doar n buctrie i garaj. Aproximativ o cincime din energie este consumat de AI portabile, alimentate prin prize.

Analiza chestionarelor programului CREFEN (noiembrie 2005) pe un lot de 290 locuine a evideniat c puterea instalat pentru iluminat n locuinele analizate are valori ntre 5900 W i 160 W. Cu valoarea medie a suprafeei unei locuine de 37,39 m2, (CREFEN - raport de faz 2005) se obine puterea instalat specific de 4,28 157,80 W/m2.

Parametrii de alegere a AI

Caracteristicile fotometrice ale AI determin performanele privind distribuia energiei luminoase. La fel de importante sunt aspectele de performane mecanice care asigur protecia la agenii agresivi de mediu sau la ocuri electrice/mecanice. De asemenea, cldura i zgomotul produse n funcionare, ntreinerea i costul aparate de iluminat sunt criterii de selecie importante.

Parametrii de alegere a unui AI ce pot fi luai n considerare sunt: distribuia intensitii luminoase - distribuia influeneaz mrimea controlului luminii

emise; luminana, sistemul optic - limitarea orbirii directe i a orbirii indirecte; mentenana uoar - acces la componente i la echipamentul luminotehnic (lamp,

balast, dispozitive de comand); construcia mecanic - rigiditate, aspect regulat; sigurana - certificate de calitate, compatibilitate electromagnetic; estetica - aspect general, zvelteea formei i dimensiunilor, finisare; costul - preul de cost iniial/durata de via, costul dispozitivelor de control al

iluminatului; randamentul i eficacitatea; relaia de colaborare cu furnizorul - returnarea produselor i ncrederea n onorarea

comenzilor.

Numeroi ali factori adiionali, cum sunt tipul lmpii, aspectul exterior de integrare n ambiana ncperii, confortul utilizrii sunt implicai n stabilirea opiunii. Economii semnificative n consumul de energie i astfel, n costuri, pot fi obinute fr scderea performanei i confortului vizual, prin alegerea optim a aparatelor de iluminat, cu un factor de utilizare maxim pentru o aplicaie dat, urmrindu-se asigurarea cerinelor de calitate. n


7

acest sens, se vor avea n vedere: o distribuie a luminii adecvat aplicaiei, limitarea orbirii, reducerea deprecierii fluxului luminos datorit prafului i depunerii de murdrie sau decolorrii materialelor componente, o ntreinere uoar de curire i schimbare a lmpilor, adoptarea unui sistem de amplasare corelat cu arhitectura interioar a construciei, clasa de protecie IP, integrarea aspectului exterior al instalaiei de iluminat n ambientul ncperii n ambele situaii - aprins/stins .a.


8

Program de ntreinere a AI

Pierderea de flux luminos prin murdrirea lmpilor i sistemului optic al AI constituie ponderea cea mai mare n totalul pierderilor de flux luminos. Mrimea acestor pierderi depinde de natura i densitatea suspensiilor din aer, geometria, temperatura i finisajul suprafeelor optice ale AI i de tipul lmpilor. Deprecierea emisiei luminoase poate fi redus prin alegerea AI n concordan cu caracteristicile de mediu. AI deschise n partea inferioar i nchise n cea superioar vor colecta murdria ntr-o proporie mai mare dect cele ventilate (cu "autocurire").

Cataloagele productorilor de AI conin date specifice referitoare la aceast pierdere de flux luminos i perioadele de curire recomandate. Tabelul 1 ofer indicaii privitoare la intervalele de curire pentru diferite tipuri constructive de AI folosite n mediu curat, corespunztor cldirilor rezideniale.

Tabel 1 Intervale de curire recomandate n mediu curat, corespunztor cldirilor rezideniale surs [10] Intervale de curire Sistem de iluminat

3 ani 2 ani 1 an

A - Tuburi fluorescente x B - Reflector deschis superior (ventilat "auto curire") x C - Reflector nchis superior (neventilat) x D - nchis IP2X x E - Protejat la umiditate IP54 x F - Indirect Uplight x


9

Bariere fa de transformarea pieei

Proiectare i utilizarea unui sistem de iluminat eficient energetic n cldirile rezideniale noi constituie o iniiativ cu perspective largi privind realizarea unor economii de energie pe termen lung. Un astfel de sistem va avea n vedere, n primul rnd, nlocuirea LIG cu LFC ntr-o msur ct mai mare.

Principala barier pentru adoptarea unui sistem de iluminat eficient energetic n construciile noi este diferena de pre ntre lmpile convenionale LIG i cele economice LFC. n proiectarea sau specificarea iluminatului pentru locuine particip un numr mare de "juctori" arhitect, proiectant de instalaii electrice, antreprenor, furnizor de echipamente, beneficiar. Puini dintre acetia au o pregtire tehnic n proiectarea iluminatului i cu att mai mult n iluminatul rezidenial eficient energetic.

Exist mii de produse de iluminat eficiente energetic lmpi, aparate de iluminat, dispozitive de control al iluminatului (variatoare de flux luminos) care sunt potrivite aplicaiilor n domeniul rezidenial. De exemplu, n programul american Energy Star sunt prezentate circa 2700 astfel de produse create de 57 productori - site [http://www.energystar.gov/index.cfm?fuseaction=find_a_product].

Multe dintre aceste aparate au un design atractiv, sunt bine alctuite i asigur o calitate ridicat a iluminatului, dar numeroase alte aparate compromit cel puin una din aceste caracteristici. Eticheta Energy Star reprezint faptul c AI ntrunesc cerinele minimale de eficien energetic. Aceast etichet nu se refer la performanele fotometrice sau estetice.

Cu puine excepii, proiectarea iluminatului eficient nu a constituit componenta cea mai puternic a acestor creaii, n primul rnd datorit lipsei unor aparate adecvate, respingerii de ctre unii actori ai pieei de iluminat rezideniale, costului, siguranei n funcionare i/sau, nu n ultimul rnd, al lipsei de educaie a consumatorilor n direcia eficienei energetice. Tehnologii auxiliare pentru eficien energetic, cum sunt variatoarele de flux luminos (dimere) sau senzori de prezen, sunt disponibile dar, cu puine excepii, nu sunt utilizate n iluminatul rezidenial.

Consumatorii casnici urmresc n primul rnd stilul i estetica iluminatului, n timp ce constructorii sunt interesai de cost i disponibilitatea de procurare a AI. Interesul cumprtorilor este orientat preferenial spre anumite ncperi, cu prioritate spre buctrie.

Ca o concluzie, iluminatul eficient energetic trebuie s fie proiectat n acelai timp, ct mai atractiv i estetic, asigurnd astfel o satisfacie deplin consumatorului.

Un studiu recent [11] realizat pe un lot de 1255 locuine a urmrit variaia numrul de AI n funcie de tipul locuinei: 11 n apartamente, 11-18 n case multifamiliale, 12-18 n locuine mobile (tip rulot) i 20-32 n case familiale. Analiza chestionarelor programului CREFEN (noiembrie 2005) pe un lot de 290 locuine a evideniat numrul de AI n funcie de tipul locuinei astfel: 6,4 pentru apartamente n blocuri i 9,4 pentru case familiale (valoare medie, intervalul de variaie fiind pentru apartamente - 2-19, pentru case 2-49).

Barierele fa de creterea utilizrii iluminatului eficient energetic n locuinele nou construite sunt urmtoarele: lipsa ncrederii cumprtorilor sau constructorilor, lipsa de


10

interes din partea specificatorilor sau furnizorilor, dificultatea procurrii unor AI atractive la pre sczut, lipsa unor informaii privind aplicaii model privind eficinea energetic n iluminat, dubii privind calitatea iluminatului fluorescent, reineri privind interschimbabilitatea unor LFC de puteri diferite, ndoieli privind gsirea unor AI cu intensitatea luminoas suficient de mare pentru realizarea unui iluminat de accent pentru applicaii decorative.

Considerentele privind alegerea AI rezidenial [11]. Proprietarii i constructorii au preri diferite asupra aprecierii importanei caracteristicilor AI: Proprietarul urmrete n primul rnd stilul i estetica aparatelor:

- stilul; - impresia vizual; - ncadrarea n ambiana ncperii; - fluxul luminos emis; - funcionalitatea; - securitatea personal; - costul; - controlul luminii emise; - durabilitatea; - eficiena energetic.

Constructorul/Antreprenorul urmrete n primul rnd costul de instalare, cunoscnd faptul c utilizatorii au n vedere ali factori dect eficiena energetic (de exemplu, imaginea buctriei):

- costul; - disponibilitatea de procurare; - funcionalitatea; - stilul; - robusteea.

Se constat c eficiena energetic nu este o prioritate a utilizatorilor. Echipamente de iluminat eficiente energetic trebuie ns s fie produse pentru a rspunde cerinlor pieei privind economia de energie.

Proprietarii locuinelor confer o atenie difereniat diferitelor ncperi: buctria - 81%, dormitorul - 9%, holul de intrare - 4%, camera de zi - 4%, baia - 2%. [11] De acest fapt trebuie s in seama productorii n crearea ofertei de AI care s rspund n primul rnd cerinelor de echipare a buctriei i dormitorului.

Abordarea proiectrii iluminatului sub aspectul eficienei energetice se poate face n dou moduri:

(1) analizarea fiecrui caz n parte prin alegerea unor AI din gama celor prevzute cu etichete de eficien energetic, n detrimentul unor AI existente pe pia dar cu performane energetice reduse; (2) considerarea iluminatului ca o component a relaiei comunitate mediu ambiant, n scopul maximizrii performanelor pentru fiecare aplicaie:

- Aparatul de iluminat estetic, eficien; - Lampa aplicaie, eficacitate; - Dispozitive de control timp de utilizare, energie consumat; - Lumina zilei zon geografic, arhitectur.

Astfel, economia de energie n iluminatul rezidenial se obine prin utilizarea unor AI eficiente, prin selectarea lmpilor celor mai potrivite pentru aplicaia dat, prin alegerea unor dispozitive de control care s reduc timpul de folosire a iluminatului electric i s adapteze nivelul de iluminare la nevoile curente i prin integrarea iluminatului natural n arhitectura locuinei pentru a reduce necesitatea iluminatului electric n timpul zilei.


11

nlocuirea LIG cu LFC

Ca regul general se recomand utilizarea LFC cu indice de redare a culorilor mai mare de 80 i cele cu balast electronic ncorporat. LFC cu balast magnetic sunt mult mai grele i prezint riscul de a dezechilibra AI. De altfel, fabricanii importani nu mai produc LFC cu balast convenional (magnetic). La ora actual exist LFC cu soclu E14 i E27 cu diferite forme, inclusiv apropiate de forma clasic de par a LIG.

Ca dezavantaje la nlocuirea LIG cu LFC menionm: timpul de aprindere, fluxul luminos sczut la aprindere (ceea ce le face nerecomandabile pentru soluii de comand cu senzori de prezen), precum i imposibilitatea de a fi utilizate n scheme cu variatoare de lumin prin reglarea tensiunii. n ultimii ani au fost prezentate cu diferite ocazii cataloage, trguri, conferine - i LFC cu posibilitatea de reglare a fluxului luminos, cu soclu E27, dar ele nu se gsesc uzual n magazine.

Trebuie aadar identificate locaiile unde lmpile funcioneaz un numr mare de ore pe zi sau echivalent, locaiile unde este necesar nlocuirea LIG la intervale mici de timp (nu datorit defeciunilor datorate vibraiilor sau conexiunilor proaste, ci funcionrii prelungite i epuizrii duratei de via). Nu este profitabil, spre exemplu, nlocuirea LIG din grupurile sanitare, unde acestea funcioneaz un numr relativ redus de ore. Trebuie s ne orientm spre LFC care s se potriveasc fizic, ca dimensiuni, n vechile aparate de iluminat, avnd totodat o temperatur a culorii satisfctoare destinaiei ncperii i activitii ce urmeaz a se desfura.

Exist o diferen nsemnat ntre balastul cu pre redus destinat integrrii n cadrul LFC i cel cu cost mai ridicat destinat utilizrii n cazul LFC fr balast integrat, care se conecteaz la acesta. Unul dintre motivele preului mai ridicat n cazul balastului extern este i faptul c acesta i continu funcionarea i dup defectarea lmpii sau n lipsa acesteia.


12

Exemple de reabilitare a AI prin nlocuirea LIG cu LFC

Figura 2 AI de tip aplic la care LIG este nlocuit cu LFC

Unele AI nu se preteaz la nlocuirea LIG, datorit formelor neadecvate att ale aparatelor ct i ale LFC. Un caz aparte este cel al AI tip candelabru cu cristale, unde, din motive estetice ce vizeaz lipsa reflexiilor pe cristal, soluia de nlocuire a LIG cu LFC nu este recomandat sau al AI cu lmpi cu halogen la 230V cu soclu R7s sau GU 10, pentru care nu exist LFC cu soclu sau dimensiuni comparabile.

Figura 3 AI de tip candelabru cu cristale, la care nu se recomand utilizarea LFC


13

Exemple de AI dedicate utilizrii LFC n ceea ce privete noile aparate, recomandm utilizarea LFC tip TC-D, TC-DE sau TC-TEL prevzute cu soclurilor dedicate, care nu permit nlocuirea cu LIG. Balastul are o durat de via mai mare dect lampa, ceea ce conduce la o soluie ecologic. n cazul LFC cu socluri E27, exist posibilitatea/riscul de a se monta o LFC de putere mai mare dect cea specificat de productor sau de a se monta LIG. Din aceste motive, soluia cu lmpi TC este optim din punct de vedere al eficienei energetice i pentru a evita erorile de ntreinere.

Figura 4 AI realizate special pentru echiparea cu LFC

n Anexa 2 este prezentat o selecie a unor AI dedicate echiprii cu LFC a unor productori consacrai n realizarea unor AI destinate sectorului rezidenial.

Bibliografie

[1] BEU, Dorin, POP, Florin, 2002, Tehnica iluminatului n spaii industriale, birouri i locuine, Editura Mediamira, Cluj-Napoca, ISBN 973-9358-93-4 [2] Di FRAIA, Luciano, 2000, Residential lighting: some quality and energy aspects, Ingineria Iluminatului, nr. 5, 2000, pg. 19-30 [3] LESLIE, Russell P., CONWAY, Kathryn M., 2000, The Lighting Pattern Book for Homes, Lighting Research Center, Reansealer Polytechnic Institute [4] MIRCEA, Ion, POP, Florin, .a., 2000, Managementul energiei n condiiile economiei de pia, Editura SITECH, Craiova [5] ONAYGL, Sermin, ERKN, Emre, GLER, nder, 2005, Applicable light points in the residences for compact fluorescent lamps and potential energy saving, Proceedings of the International conference ILUMINAT 2005 & BalkanLight 2005, June 2005, Cluj- Napoca, Romania [6] POP, Florin (coordonator i co-autor), 2000, Ghidul Centrului de Ingineria Iluminatului patru volume, Editura Mediamira, Cluj-Napoca, ISBN 973-9358-29-2 [7] POP, Florin (coordonator i co-autor), 1998, Managementul instalaiilor de iluminat - curs postuniversitar, Editura Mediamira, Cluj-Napoca, 1998, ISBN 973-9358-27-6 [8] Studiu privind eficiena economic a echipamentului electric din cldiri - SEEC - Universitatea Tehnic Cluj-Napoca, Agenia Naional pentru tiin, Tehnologie i Inovare, grant Gr 6113/2000 tema B24, coordonator Dr. Dorin BEU [9] Studiu DELight ntocmit de Environmental Change Unit, University of Oxford for the European commission DG-XVII, Raport final, mai 1998. [10] Formare Profesional n Monitorizarea i ntreinerea Cldirilor, Proiect Pilot nr. HU 170003-2003, Program Leonardo, coordonator BRUMARU Mariana, iunie 2005, Modul 7 Instalaii Electrice, POP Florin [11] Market Research Report, Energy Efficient Lighting in New Construction - Residential New Construction Lighting Program, Ecos Consulting, Benya Lighting Design, Rising Sun Enterprises, report #02-100, May, 2002, Portland, Oregon SUA [12] A comparison of lamps for domestic lighting in developing countries, June 1988 Prepared by: Robert van der PLAS and A.B. de GRAAFF, The World Bank Washington [13] Sam's F-Lamp FAQ Fluorescent Lamps, Ballasts, and Fixtures, Principles of Operation, Circuits, Troubleshooting, Repair Version 2.12 (1-Mar-06), Copyright 1994-2006 Samuel M. GOLDWASSER [14] NAS-EnerBuild RTD, 2002, Newly Associated States for Proposal to Extend EnerBuild RTD, the Thematic Network for Energy Research in the Built Environment, coordinated by The Energy Research Group, University College Dublin, Contract No. ERK6-CT-1999-2001, Final Report, NNE-2001-00837, April 2003, participant POP Florin, Centrul de Ingineria Iluminatului UTC-N [15] Normativul pentru proiectarea cldirilor de locuit NP 057-02 [16] Normativul privind cerinele de calitate pentru uniti funcionale de cazare (camere, garsoniere i apartamente) n cldiri hoteliere NP 079-02 [17] http://www.energystar.gov/index.cfm?fuseaction=find_a_product. programul Energy Star [18] EERE Consumer's Guide Compact Fluorescent Lamps.htm Energy Efficiency and Renewable Energy, U.S. DOE [19] Cataloage de firm Elba, Fagerhult, Fontana, Philips, Rabalux, TLB, Zumtobel Staff

1

Lmpi fluorescente compacte

Lmpile fluorescente compacte (LFC) opereaz pe acelai principiu ca i cel al LFT convenionale. LFC au dimensiuni reduse ca urmare a ndoirii sub form de U a tubului de descrcare. Anumite substane au fost adugate n cazul ctorva din lmpile mai noi. n acest sens, curba temperaturii fluxului luminos s-a schimbat n aa fel nct lmpile au un flux luminos de minimum 90% pentru o gam variat de temperaturi. Aceste lmpi sunt potrivite utilizrii n cadrul aparatelor de iluminat calde, verticale. Prin ataarea unui balast s-au obinut aplicaii deosebit de eficiente din punct de vedere energetic, prin nlocuirea vechilor lmpi incandescente. Abrevieri: TC, TC-D/DEL, TC-T/TEL, TC-L Tipuri: n form de U, cu una sau patru ndoiri ale tubului, cu sau fr balast ataat, 5-55 W. Lumina: Fluxul luminos 250-4800 lm; eficacitatea luminoas 60 lm/W; culoare cald, intermediar i rece, clas de redare a culorilor 1A-1B Productori: Philips, Osram, GE, SLI (Sylvania) i alii Balast: Balast magnetic cu starter sau balast electronic sau fr balast (considerate ca uniti distincte) Soclu: G24d, G24q, 2G7, 2G11 cu pini sau E14, E27 cu baz care se nurubeaz. Istoric: n 1982 a fost prezentat prima LFC, TC, n 1985 variantele TC-D i TC-L, 1986 lmpi eficiente energetic-cu balast electronic integrat, 1991 Osram DULUX F, 1993 TC-T/TEL (lmpi fluorescente compacte cu amalgam), 2000 Osram DULUX T/E 57W IN Proprieti speciale: Eficacitate luminoas nalt, un indice de redare a culorilor bun i foarte bun, gam variat, reglabile

2

Tubul de descrcare este ndoit formnd o coloan n form de U

Nr. Simbol Putere, W Dimensiuni, mm Soclu Flux luminos,

lm Culoarea luminii

Temperatura de culoare corelat, K

Redarea culorii Clasa Ra

1 TC- S 5 85 G 23 250 Cald, Int. 2700, 3000, 4000 1B 8090 2 TC- S 7 115 G 23 400 Cald, Int. 2700, 3000, 3500, 4000 1B 8090 3 TC- S 7 115 G 23 375 Rece 6000 1B 8090 4 TC- S 9 145 G 23 600 Cald, Int. 2700, 3000, 3500, 4000 1B 8090 5 TC- S 9 145 G 23 565 Rece 6000 1B 8090 6 TC- S 11 215 G 23 900 Cald, Int. 2700, 3000, 3500, 4000 1B 8090 7 TC- S 11 215 G 23 850 Rece 6000 1B 8090 8 TC-SEL 5 85 2 G7 250 Cald, Int. 2700, 4000 1B 8090 9 TC-SEL 7 115 2 G7 400 Cald, Int. 2700, 3000, 4000 1B 8090 10 TC-SEL 9 145 2 G7 600 Cald, Int. 2700, 3000, 4000 1B 8090 11 TC-SEL 11 215 2 G7 900 Cald, Int. 2700, 3000, 4000 1B 8090

Nr. Philips OSRAM Sylvania GE 1 PL- S/2P 5 W/8.. Dulux S 5 W/1-8.. CF-S 5 W/8.. F5BX/8.. 2 PL- S/2P 5 W/8.. Dulux S 7 W/1-8.. CF-S 7 W/8.. F7BX/8.. 3 - Dulux S 7 W/11-860 - - 4 PL- S/2P 5 W/8.. Dulux S 9 W/1-8.. CF-S 9 W/8.. F9BX/8.. 5 - Dulux S 9 W/11-860 - - 6 PL- S/2P 5 W/8.. Dulux S 11 W/1-8.. CF-S 11 W/8.. F11BX/8.. 7 - Dulux S 11 W/11-860 - - 8 PL- S/4p 5 W/8.. Dulux S/E 5 W/1-8.. CF-SE 5 W/8.. F5BX/8../4p 9 PL- S/4p 7 W/8.. Dulux S/E 7 W/1-8.. CF-SE 7 W/8.. F7BX/8../4p 10 PL- S/4p 9 W/8.. Dulux S/E 9 W/1-8.. CF-SE 9 W/8.. F9BX/8../4p 11 PL- S/4p 11 W/8.. Dulux S/E 11 W/1-8.. CF-SE 11 W/8.. F11BX/8../4p

3

Tubul de descrcare este ndoit formnd dou coloane n form de U


lm Culoarea luminii



1 TC-D 10 95 G24 d-1 600 Cald, Int. 2700, 3000, 3500, 4000 1B 8090 2 TC-D 10 95 G24 d-1 600 Rece 6500 1B 8090 3 TC-D 13 130 G24 d-1 900 Cald, Int. 2700, 3000, 3500, 4000 1B 8090 4 TC-D 13 130 G24 d-1 900 Rece 6500 1B 8090 5 TC-D 18 150 G24 d-2 1200 Cald, Int. 2700, 3000, 3500, 4000 1B 8090 6 TC-D 18 150 G24 d-2 1200 Rece 6500 1B 8090 7 TC-D 26 170 G24 d-3 1800 Cald, Int. 2700, 3000, 3500, 4000 1B 8090 8 TC-D 26 170 G24 d-3 1800 Rece 6500 1B 8090 9 TC-DEL 10 95 G24 q-1 600 Cald, Int. 2700, 3000, 3500, 4000 1B 8090 10 TC-DEL 13 130 G24 q-1 900 Cald, Int. 2700, 3000, 3500, 4000 1B 8090 11 TC-DEL 18 150 G24 q-2 1200 Cald, Int. 2700, 3000, 3500, 4000 1B 8090 12 TC-DEL 26 170 G24 q-3 1800 Cald, Int. 2700, 3000, 3500, 4000 1B 8090

Nr. Philips OSRAM Sylvania GE 1 PL- C/2p 10 W/8.. Dulux D 10 W/1-8.. CF-D 10 W/8.. F10DBX/8.. 2 - - - F10DBX/865 3 PL- C/2p 13 W/8.. Dulux D 13 W/1-8.. CF-D 13 W/8.. F13DBX/8.. 4 - - - F13DBX/865 5 PL- C/2p 18 W/8.. Dulux D 18 W/1-8.. CF-D 18 W/8.. F18DBX/8.. 6 - - - F18DBX/865 7 PL- C/2p 26 W/8.. Dulux D 26 W/1-8.. CF-D 26 W/8.. F26DBX/8.. 8 - - - F26DBX/865 9 PL-C/4p 10 W/8.. Dulux D/E 10 W/1-8.. CF-DE 10 W/8.. F10DBX/8../4p 10 PL-C/4p 13 W/8.. Dulux D/E 13 W/1-8.. CF-DE 13 W/8.. F13DBX/8../4p 11 PL-C/4p 18 W/8.. Dulux D/E 18 W/1-8.. CF-DE 18 W/8.. F18DBX/8../4p 12 PL-C/4p 26 W/8.. Dulux D/E 26 W/1-8.. CF-DE 26 W/8.. F26DBX/8../4p

4

Tubul de descrcare este ndoit formnd trei coloane n form de U


lm Culoarea luminii



1 TC-T 13 90 GX 24 d-1 900 Cald, Int. 2700, 3000, 3500, 4000 1B 8090 2 TC-T 13 90 GX 24 d-1 900 Rece 6500 1B 8090 3 TC-T 18 105 GX 24 d-2 1200 Cald, Int. 2700, 3000, 3500, 4000 1B 8090 4 TC-T 18 105 GX 24 d-2 1200 Rece 6500 1B 8090 5 TC-TI (Amalgam) 18 105 GX 24d-2 1200 Cald, Int. 2750, 3000, 4000 1B 8090 6 TC-T 26 125 GX 24 d-3 1800 Cald, Int. 2700, 3000, 3500, 4000 1B 8090 7 TC-T 26 125 GX 24 d-3 1800 Rece 6500 1B 8090 8 TC-TI (Amalgam) 26 125 GX 24 d-3 1800 Cald, Int. 2750, 3000, 4000 1B 8090 9 TC-TEL 13 90 GX 24 q-1 900 Cald, Int. 2750, 3000, 4000 1B 8090 10 TC-TELI (Amalgam) 13 90 GX 24 q-1 900 Cald, Int. 2700, 3000, 3500, 4000 1B 8090 11 TC-TEL 18 105 GX 24 q-2 1200 Cald, Int. 2750, 3000, 4000 1B 8090 12 TC-TELI (Amalgam) 18 105 GX 24 q-2 1200 Cald, Int. 2700, 3000, 3500, 4000 1B 8090 13 TC-TEL 26 125 GX 24 q-3 1800 Cald, Int. 2750, 3000, 4000 1B 8090 15 TC-TELI (Amalgam) 26 125 GX 24 q-3 1800 Cald, Int. 2700, 3000, 3500, 4000 1B 8090 16 TC-TEL 32 140 GX 24 q-3 2400 Cald, Int. 2750, 3000, 4000 1B 8090 17 TC-TELI(Amalgam) 32 140 GX 24 q-3 2200-2400 Cald, Int. 2700, 3000, 3500, 4000 1B 8090 18 TC-TEL 42 155 GX 24 q-4 3200 Cald, Int. 2700, 3000, 4000 1B 8090 19 TC-TELI (Amalgam) 42 155 GX 24 q-4 3200 Cald, Int. 2700, 3000, 4000 1B 8090 20 TC-QELI (Amalgam) 42 155 GX 24 q-4 3200 Cald, Int. 3000, 3500, 4000 1B 8090

Nr. Philips OSRAM Sylvania GE 1 - Dulux T 13 W/1-8.. - F13TBX/8.. 2 - - - F13TBX/865 3 - Dulux T 18 W/1-8.. CF-T 18 W/8.. F18TBX/8.. 4 - - - F18TBX/865 5 PL-T/2P 18 W/8.. Dulux T 18 W/1-8..IN - - 6 - Dulux T 26 W/1-8.. CF-T 26 W/8.. F26TBX/8.. 7 - - - F26TBX/865 8 PL-T/2P 26 W/8.. Dulux T 26 W/1-8..IN - - 9 - Dulux T/E 13

calcul efic energ

Documents